Tubes à ailettes intégrées pour échangeur de chaleur à air

Les échangeurs de chaleur à tubes à ailettes refroidis par air utilisent généralement des tubes à ailettes intégrés comme principaux composants de dissipation thermique. Le coefficient de transfert de chaleur des tubes à ailettes est influencé par des facteurs tels que la hauteur, l'espacement, l'épaisseur, la forme, le matériau et le processus de fabrication des ailettes. Lorsque la hauteur des ailettes augmente au-delà d'un certain point, des augmentations supplémentaires peuvent réduire la capacité de dissipation thermique, diminuant ainsi l'efficacité des ailettes. Les ailettes ne doivent pas être trop densément espacées, car cela peut entraîner une accumulation de cendres, des difficultés de nettoyage, une complexité accrue du processus et des coûts de traitement plus élevés.

Dans les refroidisseurs d'air à tubes à ailettes intégrés, étant donné que le coefficient de transfert de chaleur par convection de l'air est bien inférieur à celui de l'eau, dans les conditions d'absorption de la même quantité de chaleur et d'obtention de la même élévation de température, l'élévation de température de l'air est 4,2 fois celle de l'eau, et le volume d'air est 830 fois celui de l'eau. Par conséquent, les refroidisseurs d'air nécessitent de grands volumes d'air et une vaste surface d'échange thermique côté air.

Pour améliorer l'efficacité de l'échange thermique des refroidisseurs d'air, la grande majorité d'entre eux utilisent des tubes à ailettes comme composants de transfert de chaleur. Parce que l'air passant sur les ailettes ne provoque presque aucune pollution ni corrosion, et que dans la plupart des conditions de fonctionnement, l'accumulation de cendres en surface et les problèmes structurels ne sont pas graves, la densité des ailettes des tubes à ailettes utilisés dans les refroidisseurs d'air est très élevée, avec un rapport d'ailettes pouvant dépasser 20. Le matériau des ailettes est principalement l'aluminium, tandis que le matériau du tube de base est généralement l'acier au carbone ou l'acier inoxydable, les tubes à ailettes intégrés étant les plus largement utilisés.

La résistance thermique de contact des tubes à ailettes intégrés est très faible. De plus, les ailettes en aluminium intégrales isolent complètement le tube de base de l'air, et elles sont faciles à traiter et ont de faibles coûts de fabrication, ce qui en fait le choix préféré dans l'industrie des refroidisseurs d'air.

Les spécifications couramment utilisées pour les tubes à ailettes intégrés sont les suivantes : diamètre extérieur du tube de base : D = 20–25 mm ; hauteur des ailettes : 10–15 mm ; espacement des ailettes : 2,5–4 mm ; épaisseur des ailettes : 0,3–0,6 mm ; et rapport des ailettes : 15–25.